如何选择合适的传感器

传感器（英文名称：transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。如何选择一个适合自己需求的传感器？

　1、根据测量对象与测量环境确定传感器的类型

　　要进行具体的测量，首先要考虑采用什么样的传感器原理，这可以在分析很多因素后确定。因为，即使是测量相同的物理量，也有多种原理的传感器可供选择。哪种原理传感器更合适，需要根据被测物的特点和传感器的使用条件考虑以下具体问题：量程的大小; 被测位置需要传感器的体积;测量方式是接触式还是非接触式;信号提取方式，有线或非接触式测量;传感器的来源，国产还是进口，价格实惠，还是自主研发。在考虑了以上问题之后，我们就可以确定选择哪种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。

　　2、灵敏度的选择

　　一般在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时，所测变化对应的输出信号值才比较大，有利于信号处理。但需要注意的是，传感器的灵敏度较高，与测量无关的外部噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。因此，要求传感器本身具有较高的信噪比，并尽量减少从外部引入的工厂干扰信号。传感器的灵敏度是定向的。当被测为单矢量，方向性要求较高时，应选择其他方向灵敏度较低的传感器;如果测量的是多维向量，则传感器的交叉灵敏度越小越好。

　　3、频率响应特性

　　传感器的频率响应特性决定了要测量的频率范围，测量条件必须保持在允许的频率范围内不失真。事实上，传感器的响应总是有一个固定的延迟，希望延迟时间越短越好。传感器的频率响应高，可测量的信号频率范围较宽，且受结构特性的影响，机械系统的惯性较大，可测量信号的频率较低。在动态测量中，响应特性应根据信号的特性(稳态、瞬态、随机等)，避免过火误差。

　　4、线性范围

　　传感器的线性范围是指输出与输入成正比的范围。理论上，灵敏度在此范围内保持恒定。传感器的线性范围越宽，测量范围越大，可以保证一定的测量精度。在选择传感器时，当确定传感器的类型时，首先要看其量程是否符合要求。但实际上，没有任何传感器可以保证绝对的线性，它的线性也是相对的。当要求的测量精度较低时，在一定范围内，非线性误差较小的传感器可以近似看成线性的，这会给测量带来很大的方便。

　　5、稳定性

　　传感器在使用一段时间后保持其性能不变的能力称为稳定性。除了传感器本身的结构外，影响传感器长期稳定性的因素主要是传感器的使用环境。因此，为了使传感器具有良好的稳定性，传感器必须具有较强的环境适应性。在选择传感器之前，调查其使用环境，根据具体的使用环境选择合适的传感器，或者采取适当的措施来减少环境的影响。

　　传感器的稳定性有一个量化指标。使用期限届满后，应在使用前重新校准，以确定传感器的性能是否发生变化。在一些需要传感器长期使用但又不容易更换或校准的场合，选用的传感器的稳定性要求更为严格，必须能够经受长时间的考验。

　　6、精度

　　精度是传感器的重要性能指标，是关系到整个测量系统测量精度的重要环节。传感器的精度越高，它就越贵。因此，传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求即可，不必选择太高。

　　如果测量目的是定性分析，请选择具有高重复精度的传感器。不建议使用绝对值精度高的传感器;如果是定量分析，必须获得准确的测量值，则应选择精度等级能够满足要求的传感器。对于某些特殊应用，如果无法选择合适的传感器，则需要自行设计和制造传感器。自制传感器的性能应满足使用要求。